QUÍMICA
CONSTANTES
Constante de Avogrado = 6,02 x 1023 mol–1 Constante de Faraday = 9,65 x 104 mol–1 Volume molar de gás inicial = 22,4 L (CNTP) Carga elementar = 1,602 x 10–19C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10–2 atm L K–1 mol–1
8,31 J K–1 mol–1
62,4 mmHg L K–1 mol–1 1,98 cal mol–1 K–1 DEFINIÇÕES
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0°C e 760 mmHg.
Condições ambientes: 25°C e 1 atm.
Condições-padrão: 25°C, 1 atm, concentração das soluções: 1 mol/L (rigorosa- mente: atividade unitária das espécies), sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) ou (c) = sólido cristalino; (l) = líquido; (g) = gás; (aq) = aquoso; (CM) = Circuito Metálico.
MASSAS MOLARES Elemento
Químico
Número Atômico
Massa Molar (g/mol)
Elemento Químico
Número Atômico
Massa Molar (g/mol) H
Be B C N O F Na
Al Si P
1 4 5 6 7 8 9 11 13 14 15
1,01 9,01 10,81 12,01 14,01 16,00 19,00 22,99 26,98 28,09 30,97
CA Ar
K Cr Mn
Se Br Kr Ag Sn I
17 18 19 24 25 34 35 36 47 50 53
35,45 39,95 39,10 52,00 54,94 78,96 79,91 83,80 107,87 118,71 126,90
As questões de 01 a 20 NÃO devem ser resolvidas no caderno de soluções. Para respondê-las, marque a opção escolhida para cada questão na folha de leitura óptica e na folha de leitura óptica e na reprodução da folha de leitura óptica (que se encontra na última página do caderno de soluções.
1. Considere as seguintes espécies no estado gasoso: NF3, BeF2, BCA3, CAF3, KrF3 e SeO24−. Quais delas apresentam momento de dipolo elétrico?
A. ( ) Apenas NF3 e SeO24−. B. ( ) Apenas BeF2, CAF3 e KrF4
C. ( ) Apenas BCA3, SeO24−e KrF4. D. ( ) Apenas NF3 e CAF3. E. ( ) Apenas BeF2, BCA3 e SeO24−.
RESOLUÇÃO:
Dadas as fórmulas de cada espécie química, as respectivas fórmulas estruturais são:
(I) NF3:
N F F µG
F µG
µG µ ≠G G
R 0 (molécula polar) (II) BeF2: FµG Be µG F µ =G G
R 0 (molécula apolar)
(III) BCA3: B µG A C
A C
A C µG
µG µ =G G
R 0 (molécula apolar)
(IV) CAF3: CA F F
µG F
µG
µG
µ ≠G G
R 0 (molécula polar)
(V) KrF4: Kr F
F F
µG
F µG
µG
µG µ =GR 0 (molécula apolar)G
(VI) SeO24− : Se2- O
O O
µG
O µG
µG
µG µ =GR 0 (molécula apolar)G
Obs: Considerando o momento de dipolo elétrico.
Alternativa: D
2. A adição de glicose sólida (C6H12O6) a clorato de potássio (KCAO3) fundido, a 400 °C, resulta em uma reação que forma dois produtos gasosos e um sólido cristalino. Quando os produtos gasosos formados nessa reação, e resfriados à temperatura ambiente, são borbulhados em uma solução aquosa 0,1 mol/L em hidróxido de sódio, contendo algumas gotas de fenolftaleína, verifica-se a mudança de cor desta solução de rosa para incolor. O produto sólido cristalino apresenta alta condutividade elétrica, tanto no estado líquido como em solução aquosa. Assinale a opção CORRETA que apresenta os produtos formados na reação entre glicose e clorato de potássio:
A. ( ) CAO2(g), H2(g), C(s). B. ( ) CO2(g), H2O(g), KCA(s) C. ( ) CO(g), H2O(g), KCAO4(s) D. ( ) CO(g), CH4(g), KCAO2(s) E. ( ) CA2(g), H2O(g), K2CO3(s)
RESOLUÇÃO:
Aquecido, o KCAO3 decompõe-se produzindo O2 que oxida a glicose. Tomando-se 4 mols de KCAO3 para que o O2 produzido seja estequiometricamente consumido:
→ + ⇒ → +
A 3 A 2 A 3 A 2
KC O KC 3O (X4) 4KC O 4KC 6O
2 (1)
6 12 6 2 2 2
C H O +6O →6CO +6H O (2)
→ +
A 3 A 2
4KC O 4KC 6 O
6 12 6 + 2
C H O 6 O →6CO2+6H O. 2 Somando-se a (1) e a (2):
O CO2 produzido reage com a solução de NaOH, neutralizando-a:
CO2(aq) + 2NaOH(aq) → Na2CO3(aq) + H2O Alternativa: B
3. Considere as seguintes configurações eletrônicas de espécies no estado gasoso:
I. 1s2 2s2 2p1. II. 1s2 2s2 2p3. III. 1s2 2s2 2p4. IV. 1s2 2s2 2p5. V. 1s2 2s2 2p5 3s1.
Assinale a alternativa ERRADA.
A. ( ) As configurações I e IV podem representar estados fundamentais de cátions do segundo período da Tabela Periódica.
B. ( ) As configurações II e III podem representar tanto um estado fundamental como um estado excitado de átomos neutros do segundo período da Tabela Periódica.
C. ( ) A configuração V pode representar um estado excitado de um átomo neutro do segundo período da Tabela Periódica.
D. ( ) As configurações II e IV podem representar estados excitados de átomos neutros do segundo período da Tabela Periódica.
E. ( ) As configurações II, III e V podem representar estados excitados de átomos neutros do segundo período da tabela Periódica.
RESOLUÇÃO:
Sejam as configurações eletrônicas distribuídas nos diagramas de energia:
I. 1s2 2s2 2p1
2p 2s 1s
(Única forma possível)
II. 1s2 2s2 2p3
2p 2s 1s
(Mais estável, pois segue a regra de Hund)
ou
2p 2s 1s
(Excitado, pois não segue a regra de Hund)
III. 1s2 2s2 2p4
2p 2s 1s
(Mais estável, pois segue a regra de Hund)
ou
2p 2s 1s
(Excitado, pois não segue a regra de Hund)
IV. 1s2 2s2 2p5
2p 2s 1s
(Única forma possível, pois não há como fugir a regra de Hund, já que só existe um orbital preenchido.
Portanto, não pode ser uma configuração excitada)
semi-
V. 1s2 2s2 2p5 3s1 2p 2s 1s 3s
(Estado excitado)
Alternativa: D
4. Considere as seguintes afirmações relativas aos sistemas descritos abaixo, sob pressão de 1 atm:
I. A pressão de vapor de uma solução aquosa de glicose 0,1 mol/L é menor do que a pressão de vapor de uma solução de cloreto de sódio 0,1 mol/L a 25 °C.
II. A pressão de vapor n-pentano é maior do que a pressão de vapor do n-hexano a 25 °C.
III. A pressão de vapor de substâncias puras como: acetona, éter etílico, etanol e água, todas em ebulição, tem o mesmo valor.
IV. Quanto maior for a temperatura, maior será a pressão de vapor de uma substância.
V. Quanto maior for o volume de um líquido, maior será a sua pressão de vapor.
Destas afirmações, estão CORRETAS A. ( ) apenas I, II, III e IV.
B. ( ) apenas I, II e V.
C. ( ) apenas I, IV e V.
D. ( ) apenas II, III e IV.
RESOLUÇÃO:
I. Incorreto: Sendo o cloreto de sódio um composto iônico, sua solução aquosa 0,1 mol/L terá o dobro de partículas dispersas de uma solução de glicose (molecular) 0,1 mol/L. Portanto a pressão de vapor da solução de NaCA terá pressão de vapor menor. (propriedades coligativas).
II. Correta: O n-pentano (C5H12) é um hidrocarboneto de cadeia normal que tem ponto de ebulição menor que um hidrocarboneto de cadeia normal com seis carbonos como o n-hexano (C6H14), portanto, a pressão de vapor do n-pentano é maior que do n-hexano na mesma temperatura.
III. Correta: Quando a pressão de vapor de um líquido for igual a pressão do sistema o líquido entra em ebulição. Como todos os líquidos referidos estão sob pressão de 1 atm e em ebulição, todos tem pressão de vapor igual a 1 atm.
IV. Correta:
V. Incorreto:
A pressão de vapor depende apenas da natureza da substância e da temperatura.
Alternativa: D
5. A figura abaixo mostra como a capacidade calorífica, Cp, de uma substância varia com a temperatura, sob pressão constante.
0 2 4 6 8 10 12 14
10 T1 T2 Tf Te 100 T(K) C p (cal K-1 mol-1 )
Tf = Temperatura de fusão Te = Temperatura de fusão
Considerando as informações mostradas na figura acima, é ERRADO afirmar que A. ( ) a substância em questão, no estado sólido, apresenta mais de uma
estrutura cristalina diferente.
C. ( ) quer esteja a substância no estado sólido, líquido ou gasoso, sua capacidade calorífica aumenta com o aumento da temperatura.
D. ( ) caso a substância se mantenha no estado líquido em temperaturas inferiores a Tf, a capacidade calorífica da substância líquida é maior do que a capacidade calorífica da substância na fase sólida estável em temperaturas menores do que Tf.
E. ( ) a variação de entalpia de uma reação envolvendo a substância em questão no estado líquido aumenta com o aumento da temperatura.
RESOLUÇÃO:
Analisemos as afirmativas:
A) Verdadeira: As descontinuidades em T1 e T2 representam mudanças de estrutura cristalina.
B) Verdadeiro: Como se pode observar no gráfico.
C) Falso: Em T2 ocorre uma mudança na estrutura cristalina do sólido que diminui a capacidade calorífica da substância.
D) Verdadeiro: A capacidade calorífica da substância no estado líquido em temperaturas abaixo da temperatura de fusão é dada pelo prolongamento da curva do estado líquido para a esquerda, como mostrado a seguir.
0 2 4 6 8 10 12 14
10 T1 T2 Tf Te 100 T(K) C p (cal K-1 mol-1
Tf = Temperatura de fusão Te = Temperatura de fusão
E) Verdadeiro: O aumento da temperatura sempre aumenta, em módulo, o ∆H de uma reação.
Alternativa: C
6. A respeito de compostos contendo silício, qual das opções abaixo apresenta a afirmação CORRETA?
A. ( ) Vidros são quimicamente resistentes ao ataque de hidróxido de sódio.
B. ( ) Vidros se fundem completamente em um único valor de temperatura na pressão ambiente.
C. ( ) Quartzo apresenta um arranjo ordenado de suas espécies constituintes que se repete periodicamente nas três direções.
D. ( ) Vidros comerciais apresentam uma concentração de dióxido de silício igual a 100% (m/m).
E. ( ) Quartzo é quimicamente resistente ao ataque de ácido fluorídrico.
RESOLUÇÃO:
(A) Incorreta: Os átomos de hidrogênio ácido residuais no vidro, reagem com hidróxido de sódio e o vidro é corroído:
Si OH + NaOH Si O- Na+ + H2O
(B) Incorreta: Vidros não são sólidos cristalinos e não possuem uma temperatura de fusão definida.
(C) Correta: O quartzo (cristal de rocha) apresenta estrutura cristalina definida.
(D) Incorreta: Vidros comerciais são obtidos a partir da fusão de silício (SiO2) e borrilho (Na2CO3).
(E) Incorreta: As ligações Si – O do quartzo são rompidos pelo fluoreto.
Alternativa: C
7. Considere uma reação química representada pela equação: Reagentes → Produtos. A figura abaixo mostra esquematicamente como varia a energia potencial (Ep) deste sistema reagente em função do avanço da reação química. As letras a, b, c, d e e representam diferenças de energia.
Ep
Avanço da reação Reagentes
Produtos a
b c
d
e
Com base nas afirmações apresentadas na figura é CORRETO afirmar que
A. ( ) a energia de ativação da reação direta é a diferença de energia dada por c – a + d.
B. ( ) a variação de entalpia da reação é a diferença de energia dada por e – d.
C. ( ) a energia de ativação da reação direta é a diferença de energia dada por b + d.
D. ( ) a variação de entalpia da reação é a diferença de energia dada por e – (a + b).
E. ( ) a variação de entalpia da reação é a diferença de energia dada por e.
RESOLUÇÃO:
Segundo o gráfico dado temos:
A) A energia de ativação da reação direta é a energia necessária para se obter o estado excitado a partir dos reagentes portanto seria e – a. Correto.
Como c + d = e, temos que c – a + d = e – a.
B) A variação de entalpia da reação é dada pelo valor de a. Incorreto.
C) A energia de ativação da reação direta é e – a. Incorreto.
D) Vide B. Incorreto.
E) Vide B. Incorreto.
8. Considere as seguintes afirmações relativas ao gráfico apresentado ao lado:
I. Se a ordenada representar a constante de equilíbrio de uma reação química exotérmica e a abscissa, a temperatura, o gráfico pode representar um trecho da curva relativa ao efeito da temperatura sobre a constante de equilíbrio dessa reação.
II. Se a ordenada representar a massa de um catalisador existe em um sistema reagente e a abscissa, o tempo, o gráfico pode representar um trecho relativo à variação da massa do catalisador em função do tempo de uma reação.
III. Se a ordenada representar a concentração de um sal em solução aquosa e a abscissa, a temperatura, o gráfico pode representar um trecho da curva de solubilidade deste sal em água.
IV. Se a ordenada representar a pressão de vapor de um equilíbrio líquido R gás e a abscissa, a temperatura, o gráfico pode representar um trecho da curva de pressão de vapor deste líquido.
V. Se a ordenada representar a concentração de NO2(g) existente dentro de um cilindro provido de um pistão móvel, sem atrito, onde se estabeleceu o equilíbrio N O2 4(g) R 2NO2(g), e a abscissa, a pressão externa exercida sobre o pistão, o gráfico pode representar um trecho da curva relativa à variação da concentração de NO2 em função da pressão externa exercida sobre o pistão, à temperatura constante.
Das afirmações, estão CORRETAS:
A. ( ) apenas I e III B. ( ) apenas I, IV e V C. ( ) apenas II, III e V D. ( ) apenas II e V E. ( ) apenas III e IV
